Com els plàstics poden ajudar sorprenentment a combatre el canvi climàtic

Què tenen en comú el vostre cotxe, telèfon, ampolla de soda i sabates? Són tots elaborats a base de petroli. Aquest recurs no renovable es transforma en un conjunt versàtil de productes químics anomenats polímers - o, més sovint, en plàstics. Cada any es converteixen més de 5.000 milions de galons d’oli en plàstics.

Els polímers estan darrere de molts invents importants de les darreres dècades, com la impressió 3D. Els anomenats "plàstics d'enginyeria", utilitzats en aplicacions que van des de l'automòbil a la construcció fins als mobles, tenen propietats superiors i fins i tot poden ajudar a resoldre problemes ambientals. Per exemple, gràcies als plàstics d'enginyeria, els vehicles són ara més lleugers, de manera que aconsegueixen millorar el rendiment del combustible. Però a mesura que augmenta el nombre d’usos, també ho fa la demanda de plàstics. El món ja produeix més de 300 milions de tones de plàstic cada any. El nombre podria ser sis vegades el 2050.

Els Petro-plàstics no són bàsicament tan dolents, però són una oportunitat perduda. Afortunadament, hi ha una alternativa. El canvi de polímers basats en petroli a polímers que es basen biològicament podrien disminuir les emissions de carboni en centenars de milions de tones cada any. Els polímers de base biològica no només són renovables i són més respectuosos amb el medi ambient per produir, però poden tenir efectes beneficiosos sobre el canvi climàtic actuant com un dipòsit de carboni. Però no tots els bio-polímers són iguals.

Bio-Polímers degradables

És possible que hagueu trobat abans "bioplàstics", com a estris d'un sol ús, en particular: aquests plàstics provenen de plantes en lloc de petroli. Aquests bio-polímers es fabriquen alimentant sucres, sovint de canya de sucre, remolatxa sucrera o blat de moro, a microorganismes que produeixen molècules precursores que es poden purificar i unir químicament per formar polímers amb diverses propietats.

Els plàstics derivats de les plantes són millors per al medi ambient per dos motius. En primer lloc, hi ha una dràstica reducció de l’energia necessària per fabricar plàstics basats en plantes, fins al 80%. Tot i que cada tona de plàstic derivat del petroli genera de dues a tres tones de CO₂, es pot reduir a aproximadament 0,5 tones de CO₂ per tona de bio-polímer, i els processos només milloren.

En segon lloc, els plàstics basats en plantes poden ser biodegradables, de manera que no s'acumulen als abocadors.

Tot i que és genial que els productes solubles com les forquilles de plàstic es biodegradin, de vegades és important que tingueu una vida útil més llarga: probablement no voldríeu que el tauler del vostre cotxe es convertís lentament en un munt de bolets al llarg del temps. Moltes altres aplicacions requereixen el mateix tipus de resistència, com ara materials de construcció, dispositius mèdics i electrodomèstics. Els biomolímers biodegradables tampoc no són reciclables, de manera que cal cultivar i processar més plantes de manera continuada per satisfer la demanda.

Bio-Polímers com a emmagatzematge de carboni

Els plàstics, independentment de la font, es fabriquen principalment amb carboni, aproximadament el 80% en pes. Mentre que els plàstics derivats del petroli no alliberen CO₂ de la mateixa manera que la crema de combustibles fòssils, tampoc no ajuden a segrestar qualsevol excés d’aquest contaminant gasós: el carboni de l’oli líquid simplement es converteix en plàstics sòlids.

Els bio-polímers, en canvi, provenen de plantes que utilitzen la fotosíntesi per convertir CO, aigua i llum solar en sucres. Quan aquestes molècules de sucre es converteixen en biomolímers, el carboni es tanca efectivament de l'atmosfera, sempre que no siguin biodegradats ni incinerats. Fins i tot si els bio-polímers acaben en un abocador, encara serviran aquest paper d’emmagatzematge de carboni.

El CO₂ és només al voltant del 28 per cent de carboni en pes, de manera que els polímers constitueixen un enorme dipòsit per emmagatzemar aquest gas d'efecte hivernacle. Si el subministrament anual anual actual d’uns 300 milions de tones de polímers era totalment no biodegradable i basat en bio, això equivalia a un gigaton (mil milions de tones) de CO₂ segrestat, al voltant del 2,8% de les emissions globals actuals. En un informe recent, el Grup Intergovernamental sobre Canvi Climàtic va esbossar la captació, l’emmagatzematge i la reutilització del carboni com a estratègia clau per mitigar el canvi climàtic; Els polímers basats en bio podrien aportar una contribució clau, fins a un 20% de la retirada de CO₂ necessària per limitar l'escalfament global a 1,5 graus centígrads.

El mercat de biopolímers no degradables

Les estratègies actuals de segrest del carboni, incloent-hi l’emmagatzematge geològic que bomben l’agricultura subterrània o regenerativa de CO₂ que emmagatzema més carboni al sòl, es recolzen fortament en la política per aconseguir els resultats desitjats.

Tot i que es tracta de mecanismes crítics per a la mitigació del canvi climàtic, el segrest del carboni en forma de biomolímers pot aprofitar un controlador diferent: els diners.

La competència basada en els preus només ha estat un repte per als biomolímers, però els primers èxits mostren un camí cap a una major penetració. Un aspecte apassionant és la capacitat d’accedir a noves químiques que no es troben actualment als polímers derivats del petroli.

Penseu en la possibilitat de reciclatge. Pocs polímers tradicionals són realment reciclables. Aquests materials en realitat són el més sovint descrits, de manera que només són adequats per a aplicacions de baix valor, com ara materials de construcció. Gràcies a les eines de l'enginyeria genètica i enzimàtica, però, les propietats com la reciclabilitat completa, que permet utilitzar el material repetidament per a la mateixa aplicació, es poden dissenyar des del principi en biomolímers.

Els bio-polímers actuals es basen majoritàriament en productes de fermentació natural de certes espècies de bacteris, com ara la producció de Lactobacillus d’àcid làctic - el mateix producte que proporciona la tartesa a les cerveses àcides. Tot i que constitueixen un bon primer pas, les noves investigacions suggereixen que la veritable versatilitat dels biomolímers es desencadena en els propers anys. Gràcies a la capacitat moderna d’enginyar proteïnes i de modificar l’ADN, el disseny personalitzat de precursors de bio-polímers ja està a l’abast. Amb ell, esdevé possible un món de polímers nous: materials en els quals el CO₂ actual residirà d'una forma més útil i més valuosa.

Perquè es realitzi aquest somni, es necessiten més investigacions. Mentre que els primers exemples són aquí avui, com el Coca-Cola PlantBottle parcialment biològic, la bioenginyeria necessària per aconseguir molts dels nous bio-polímers més prometedors encara es troba en fase de recerca, com una alternativa renovable a la fibra de carboni que es podria utilitzar en tot, des de bicicletes fins a pales de turbines eòliques.

Les polítiques governamentals que donen suport al segrest del carboni també ajudarien a impulsar l’adopció. Amb aquest tipus de suport al lloc, és possible fer servir els bio-polímers com a emmagatzematge de carboni tan aviat com en els pròxims cinc anys: un calendari amb el potencial de contribuir significativament a resoldre la crisi climàtica.

Aquest article va ser publicat originalment a The Conversation de Joseph Rollin i Jenna E. Gallegos. Llegiu l'article original aquí.